Проект персональных летательных аппаратов Bell Pogo

Свой первый проект реактивного ранца компания Bell Aerosystems разрабатывала при финансовой поддержке военного ведомства. После проведения всех необходимых испытаний и определения реальных характеристик нового изделия Пентагон решил закрыть проект и прекратить финансирование ввиду отсутствия перспектив. В течение нескольких лет специалисты фирмы «Белл» во главе с Уэнделлом Муром продолжали работу в инициативном порядке, пока не появился новый заказчик. Создание еще одного персонального летательного аппарата было заказано Национальным управлением по воздухоплаванию и исследованию космического пространства.

С начала шестидесятых годов сотрудники NASA работали над массой проектов в рамках лунной программы. В обозримом будущем американские астронавты должны были высадиться на Луне, для чего требовалось большое количество специального оборудования различного назначения. Среди прочего астронавтам требовались некие средства передвижения, при помощи которых они могли бы перемещаться по поверхности спутника Земли. В итоге на Луну были доставлены несколько электромобилей LRV, однако на ранних стадиях программы рассматривались иные варианты транспорта.

На стадии проработки предварительных предложений специалисты НАСА рассматривали различные варианты перемещения по Луне, в том числе и при помощи летательных аппаратов. Вероятно, они знали о проектах компании Bell, из-за чего обратились к ней за помощью. Предметом заказа был перспективный персональный летательный аппарат, который мог бы использоваться астронавтами в условиях Луны. Таким образом, У. Мур и его команда должны были использовать имеющиеся технологии и наработки, а также учитывать особенности гравитации спутника, конструкцию скафандров и другие специфические факторы. В частности, конструкция имевшихся на то время скафандров заставила инженеров отказаться от проверенной компоновки типа «реактивный ранец».


Проект персональных летательных аппаратов Bell Pogo
Роберт Коутер и первый вариант изделия Pogo


Проект «лунного» летательного аппарата получил название Pogo – по названию игрушки Pogo stick, также известной как «Кузнечик». Действительно, некоторые варианты этого изделия внешне весьма походили на детское «средство передвижения», хотя и имели ряд характерных особенностей, прямо связанных с используемыми технологиями и техническими решениями.

Уже в третий раз команда Уэнделла Мура решила использовать проверенные идеи, подразумевавшие применение реактивного двигателя на пероксиде водорода. При всей своей простоте такая силовая установка обеспечивала требуемую тягу и позволяла совершать полет в течение некоторого времени. У подобных двигателей были некоторые минусы, однако были некоторые основания полагать, что в условиях поверхности Луны они будут менее заметны, чем на Земле.

За время работ по проекту Bell Pogo были разработаны три варианта летательного аппарата для лунной миссии. Они основывались на одних и тех же принципах и имели высокую степень унификации, поскольку в их конструкции применялись одинаковые комплектующие. Тем не менее, имелись и некоторые различия компоновочного характера. Кроме того, предлагались варианты с различной грузоподъемностью: одни версии «Пого» могли перевозить лишь одного человека, тогда как в конструкции других предусматривались места для двух пилотов.

Первый вариант изделия Bell Pogo представлял собой переработанную версию аппаратов Rocket Belt или Rocket Chair с серьезными изменениями общей компоновки. Вместо корсета-ранца или стула с каркасом предлагалось использовать металлическую стойку с креплениями для всех основных агрегатов. При помощи такого агрегата планировалось обеспечить удобство использования аппарата в тяжелом и не совсем удобном скафандре, а также оптимизировать балансировку всего изделия.

Внизу к базовой стойке крепилась деталь, выполнявшая функции подножки для пилота и основания шасси. На этот раз пилот должен был стоять на силовом элементе аппарата, что позволяло избавиться от сложной системы привязных ремней, оставив только несколько необходимых. Кроме того, по бокам подножки имелись крепления для небольших колес. С их помощью можно было перевозить аппарат с места на место. Спереди на раме предусматривалась небольшая балка с упором. При помощи колес и упора аппарат мог стоять вертикально без поддержки.

Проект персональных летательных аппаратов Bell Pogo
Аппарат в полете. За рычагами - Р. Коуртер


В центральной части стойки крепился блок с тремя баллонами для сжатого газа и топлива. Как и на предыдущей технике компании «Белл», центральный баллон служил хранилищем сжатого азота, а боковые следовало заправлять перекисью водорода. Между собой баллоны соединялись системой шлангов, кранов и регуляторов. Кроме того, от них отходили шланги, ведущие к двигателю.

Двигатель «классической» конструкции предложили крепить на верхней части стойки с использованием шарнира, позволяющего управлять вектором тяги. Конструкция двигателя осталась прежней. В центральной его части имелся газогенератор, представлявший собой цилиндр с катализаторным устройством. Последнее состояло из серебряных пластинок с покрытием из нитрата самария. Такое устройство газогенератора позволяло получать энергию из топлива без использования окислителя или сгорания.

По бокам к газогенератору крепились два изогнутых трубопровода с соплами на концах. Во избежание потерь тепла и преждевременного охлаждения реактивных газов трубопроводы оснащались термоизоляцией. К трубам двигателя крепились рычаги управления с небольшими рукоятками на концах.

Принцип действия двигателя оставался прежним. Сжатый азот из центрального баллона должен был вытеснять перекись водорода из ее баков. Попадая на катализатор, топливо должно было разлагаться с образованием высокотемпературной парогазовой смеси. Семь с температурой до 730-740°C должна была выходить через сопла, образуя реактивную тягу. Управление аппаратом следовало осуществлять при помощи двух рычагов и установленных на них рукояток. Сами рычаги отвечали за наклон двигателя и изменение вектора тяги. Рукоятки были связаны с механизмами изменения тяги и тонкой регулировки ее вектора. Также сохранился таймер, предупреждавший пилота о выработке топлива.

Проект персональных летательных аппаратов Bell Pogo
Двухместный вариант "Пого" в полете под управлением Гордона Йегера. Пассажир - техник Билл Бернс


Во время полета пилот должен был стоять на подножке и держаться за рычаги управления. При этом двигатель находился на уровне его груди, а сопла располагались по бокам от рук. Ввиду высокой температуры реактивных газов и большого шума, производимого таким двигателем, пилот нуждался в специальной защите. Его экипировка состояла из шлема со звукоизоляцией и зуммером таймера, очков, перчаток, жаростойкого комбинезона и соответствующей обуви. Все это позволяло пилоту работать, не обращая внимания на облако пыли при взлете, шум двигателя и другие неблагоприятные факторы.

По некоторым данным, в конструкции изделия Bell Pogo использовались незначительно измененные агрегаты «Ракетного стула», в частности, аналогичная топливная система. За счет немного меньшего веса конструкции тяга двигателя на уровне 500 фунтов (около 225 кгс) позволила незначительно повысить характеристики аппарата. Кроме того, изделие «Пого» предназначалось для использования на Луне. Таким образом, не отличаясь высокими характеристиками на Земле, перспективный летательный аппарат мог оказаться полезным на Луне, в условиях низкой гравитации.

Конструкторские работы по первому варианту проекта Bell Pogo завершились в середине шестидесятых годов. Используя имеющиеся комплектующие, команда У. Мура изготовила опытный вариант аппарата и приступила к его испытаниям. Команда пилотов-испытателей осталась прежней. Проверкой перспективного персонального летательного аппарата занимались Роберт Коуртер, Уильям Сьютор и другие. Также не изменился общий подход к проверкам. Сначала аппарат летал на привязи в ангаре, а затем начались свободные полеты на открытой площадке.

Как и ожидалось, аппарат «Пого» не отличался высокими летными характеристиками. Он мог подниматься на высоту не более 8-10 м и летать со скоростью до нескольких километров в час. Запаса топлива хватало на 25-30 секунд полета. Таким образом, в земных условиях новая разработка команды Мура мало чем отличалась от предыдущих. Тем не менее, при низкой гравитации Луны имеющиеся параметры тяги и расхода топлива позволяли надеяться на заметное увеличение летных данных.

Вскоре после первого варианта аппарата Bell Pogo появился второй. В этом варианте проекта предлагалось увеличить полезную нагрузку, обеспечив возможность транспортировки пилота и пассажира. Сделать это предлагалось самым простым способом: «удвоением» силовой установки. Таким образом, для создания нового летательного аппарата требовалось лишь разработать раму для крепления всех основных элементов. Двигатель и топливная система при этом оставались прежними.

Проект персональных летательных аппаратов Bell Pogo
Йегер и Бернс в полете


Основным элементом двухместного аппарата стала рама простой конструкции. Внизу такого изделия имелась прямоугольная рамка с небольшими колесами, а также двумя подножками для экипажа. Кроме того, на рамке крепились стойки силовой установки, вверху соединенные перемычкой. Между стойками закреплялись две топливные системы по три баллона в каждой и два двигателя, собранные в один блок.

Система управления осталась прежней, ее основными элементами были рычаги, жестко связанные с качающимися двигателями. Рычаги выводились вперед, к месту пилота. При этом они имели изогнутую форму для оптимального взаимного положения пилота и рукояток.

Во время полета пилот должен был стоять на передней подножке, лицом вперед. Рычаги управления проходили под его руками и изгибались, обеспечивая доступ к органам управления. За счет своей формы рычаги также являлись дополнительным элементом обеспечения безопасности: они удерживали пилота и не давали ему упасть. Пассажиру предлагалось стоять на задней подножке. Место пассажира оснащалось двумя балками, проходившими под его руками. Кроме того, он должен был держаться за специальные ручки, расположенные около двигателей.

С точки зрения работы систем и управления полетом двухместный вариант Bell Pogo ничем не отличался от одноместного. Запустив двигатель, пилот мог регулировать тягу и ее вектор, производя нужные маневры по высоте и курсу. За счет использования двух двигателей и двух топливных систем удалось компенсировать рост веса конструкции и полезной нагрузки, сохранив основные параметры на прежнем уровне.

Проект персональных летательных аппаратов Bell Pogo
Уильям "Билл" Сьютор испытывает третий вариант аппарата. Первые полеты проводятся с использованием страховочного троса


Несмотря на некоторое усложнение конструкции, первый двухместный летательный аппарат, созданный командой У. Мура, имел заметные преимущества перед своими предшественниками. Использование таких систем на практике позволяло перевозить сразу двух человек без пропорционального роста веса летательных аппаратов. Иными словами, один двухместный аппарат был компактнее и легче двух одноместных, обеспечивавших такие же возможности по перевозке людей. Вероятно, именно двухместный вариант изделия «Пого» мог представлять наибольший интерес для НАСА с точки зрения использования в лунной программе.

Проверка двухместного аппарата Pogo велась по уже отработанной схеме. Сначала его проверили в ангаре с использованием страховочных тросов, после чего начались испытания в свободном полете. Являясь дальнейшим развитием существующей конструкции, двухместный аппарат показал неплохие характеристики, которые позволяли рассчитывать на успешное решение возлагавшихся задач.

Всего в рамках программы Bell Pogo были разработаны три варианта летательных аппаратов с максимально возможной унификацией. Третий вариант был одноместным и основывался на конструкции первого, хотя и имел некоторые заметные отличия. Главное – взаимное размещение пилота и топливной системы. В случае с третьим проектом двигатель и баллоны должны были располагаться за спиной пилота. В остальном компоновка двух аппаратов почти не отличалась.

Пилот третьего варианта «Пого» должен был стоять на подножке, оснащенной колесами, и упираться спиной в основную стойку аппарата. При этом двигатель находился за его спиной на уровне плеч. Из-за изменения общей компоновки пришлось переделать систему управления. Рычаги, связанные с двигателем, были выведены в сторону пилота. Кроме того, по понятным причинам, они были удлинены. В остальном принципы управления остались прежними.

Проведенные по стандартной методике испытания вновь показали все плюсы и минусы нового проекта. Продолжительность полета по-прежнему оставляла желать лучшего, однако скорость и высотность аппарата была вполне достаточна для решения поставленных задач. Также следовало учитывать разницу в гравитации на Земле и на Луне, что позволяло ожидать заметный рост характеристик в условиях реального использования на спутнике.

Проект персональных летательных аппаратов Bell Pogo
Испытания с участием астронавта и с использованием скафандра. 15 июня 1967 г.


Можно предположить, что третий вариант системы Bell Pogo был удобнее первого с точки зрения управления. Об этом может говорить иная конструкция систем управления с увеличенным плечом рычагов. Таким образом, для осуществления управления пилоту приходилось прилагать меньшие усилия. Тем не менее, нельзя не отметить, что компоновка третьего варианта аппарата серьезно затрудняла или даже делала невозможной его использование человеком в скафандре.

Разработка и испытания трех вариантов аппарата «Пого» завершилась к 1967 году. Эту технику представили заказчикам из НАСА, после чего стартовали совместные работы. Известно о проведении учебных мероприятий, в ходе которых астронавты, одетые в полноценные скафандры, осваивали управление персональными летательными аппаратами нового типа. При этом все подобные подъемы в воздух осуществлялись на привязи, с использованием специальной подвесной системы. Из-за особенностей компоновки скафандров и летательных аппаратов использовались системы Pogo первого типа.

Совместные работы Bell Aerosystems и NASA продолжались в течение некоторого времени, но так и не дали реальных результатов. Даже с учетом ожидаемого роста характеристик предложенные летательные аппараты не могли выполнить требования, связанные с их предполагаемым использованием в лунной программе. Персональные летательные аппараты не выглядели удобным транспортным средством для астронавтов.

По этой причине в 1968 году программу Bell Pogo закрыли. Специалисты НАСА провели анализ различных предложений, в том числе и проектов компании «Белл», после чего пришли к неутешительным выводам. Предлагавшиеся системы не соответствовали требованиям, предъявляемым лунными миссиями. В результате было решено отказаться от попыток летать над поверхностью Луны и начать разработку иного транспортного средства.

Проект персональных летательных аппаратов Bell Pogo
Рисунки из патента US RE26756 E. Fig 7 - аппарат Rocket Chair. Fig 8 и Fig 9 - аппараты "Пого" первой и третьей версии соответственно


Программа разработки транспортного средства для лунных экспедиций завершился созданием электромобиля LRV. 26 июля 1971 года к Луне отправился корабль Apollo 15, на борту которого находилась такая машина. В дальнейшем эта техника использовалась экипажами кораблей «Аполлон-16» и «Аполлон-17». За время трех экспедиций астронавты проехали на этих электромобилях около 90,2 км, затратив на это 10 часов 54 минуты.

Что касается аппаратов Bell Pogo, то после завершения совместных испытаний они были отправлены на склад за ненадобностью. В сентябре 1968 года Уэнделл Мур подал заявку на получение патента на перспективное индивидуальное транспортное средство. В ней описывался более ранний проект Rocket Chair, а также два варианта одноместного аппарата «Пого». Подав заявку, Мур получил патент за номером US RE26756 E.

Проект Pogo оказался последней разработкой компании Bell Aerosystems в области реактивных ранцев и иной подобной техники. За несколько лет специалисты компании разработали три проекта, в ходе которых появились пять различных летательных аппаратов на базе общих идей и технических решений. За время работы над проектами инженеры изучили различные особенности такой техники и нашли оптимальные варианты ее конструкции. Тем не менее, дальше испытаний проекты не продвинулись. Созданная Муром и его командой техника не соответствовала требованиям потенциальных заказчиков.

К концу шестидесятых годов компания «Белл» завершила все работы по, как когда-то казалось, перспективной и многообещающей программе и более не возвращалась к тематике малогабаритных персональных летательных аппаратов: реактивных ранцев и т.д. Вскоре вся документация по реализованным проектам была продана другим организациям, которые продолжили их развитие. Результатом этого стало появление новых доработанных проектов, и даже мелкосерийное производство некоторых реактивных ранцев. По понятным причинам, эта техника так и не получила большого распространения и не добралась до армии или космоса.


По материалам сайтов:
http://rocketbelts.americanrocketman.com/
http://thunderman.net/
http://stevelehto.kinja.com/
http://warisboring.com/

Патент US RE26756 E:
http://google.com/patents/USRE26756
Автор: Рябов Кирилл

Использованы фотографии: Rocketbelts.americanrocketman.com, Thunderman.net

Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 5
  1. ehan 5 ноября 2015 10:05
    Вот было время. Не боялись экспериментировать...
    1. gridasov 5 ноября 2015 23:33
      Никто не полетит на старых принципах. Уж сколько всего наделали и наэкспериментировались . Пока не наступит момент когда прозреют , что нужны новые базовые методы организации и преобразования гидро газо динамических потоков.
  2. srha 5 ноября 2015 14:42
    Ну ладно, для полетов не перспективно. Но для спасения падающих - как раз секунды нужны. Есть ли ракетные парашюты? В смысле не парашюты для ракет, а спасательные ракетные системы. По моим расчетам - 10-20 кг пороха достаточно для не смертельного торможения падающего с высоты 100 кг тела в земных условиях. На вертолеты, спасательные капсулы, кресла и т.д. вполне можно ставить.
    1. Горный стрелок 5 ноября 2015 23:45
      И вы полетите в лайнере, в котором заряжено по 20 кг пороха на каждого пассажира? И каждый ли пассажир способен воспользоваться таким "ракетным парашютом"? Обычный парашют и компактнее, и легче. Но только вообразить себе, что бабушка в соседнем кресле должна застегнуть на себе подвесную систему, и выпрыгнуть в аварийный люк лайнера из стратосферы!
      На такой высоте человек без кислородной маски погибает за несколько минут.
  3. Grizli-666 6 ноября 2015 04:02
    Уже все свершилось.

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня